CN1185494C - 管道煤粉在线监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管道煤粉在线监测装置，它包括计算机、探针，探针为细长杆状，前部有一测量区，其两侧每侧均开有小孔，一侧置有光电发射器，另一侧置有光电接收器，光电接收器和计算机连接，检测出与煤粉气流中煤粉颗粒的粒度和浓度有关的透射光强脉动信号，探针和气源连接，装置可监测煤粉气流中煤粉颗粒的粒度、浓度，对煤粉管的运行状况进行诊断，测量时对机组运行无任何影响，测量结果以曲线和数据的形式显示并可保存在硬盘上供分析使用。

Description

管道煤粉在线监测装置
技术领域：
本发明涉及一种用于火力发电厂燃煤锅炉中输煤管道内煤粉在线监测装置。
背景技术：
在火力发电厂中使用的大型煤粉锅炉，都配备制粉系统，从磨煤机出来的煤粉通过运载空气携带经煤粉管道进入炉膛燃烧，同时煤粉在锅炉中燃烧所需的燃烧空气也被送入锅炉。因而各煤粉管道之间煤粉浓度的不均匀性对锅炉的燃烧有很大影响。若各个燃烧器中的煤粉浓度相差太大，则燃烧不能很好组织，会引起火焰偏斜，结焦，燃烧不稳等。而煤粉粒度过大或过细则会造成机械不完全燃烧，损失增大、锅炉效率下降、磨煤机能耗增加等。煤粉浓度不均匀或粒度大小不合适还会造成煤粉管道堵塞，严重时电厂将被迫停机或减负荷来消除堵塞，从而给电厂造成重大损失，影响安全运行。当前电厂的煤粉粒度测量基本上是采用取样法，用等速取样管从煤粉管道中取出煤粉样品后在实验室用筛分法等得到煤粉的粒度。这种测量方法耗时长，实际上不能实时控制磨煤机及煤粉分离装置的运行状态，以获得最佳煤粉粒度以利于燃烧。至于煤粉浓度的测量大都是从给煤机的总给煤量和各管道的总风量来推算。
发明内容：
本发明的目的是为克服已有技术的不足，提出了一种管道煤粉在线监测装置，能够利用一个装置同时连续自动的监测煤粉粒度、浓度、流速和流量，实现对煤粉管道中煤粉运行状况进行在线监测。
本发明是基于通过煤粉气流的透射光强的随机脉动程度是由煤粉气流中的煤粉颗粒数目和粒径变化造成的，即它包含了煤粉颗粒的粒度和浓度信息这样的原理。通过检测透射光强的随机脉动程度信息经计算机处理分析即可得到煤粉颗粒粒度和浓度等参数。本发明的技术方案为：它包括计算机、光学测试探针，探针为细长杆状，前部有一测量区，测量区两侧每侧均开有两个小孔，测量区一侧置有光电发射器，另一侧置有光电接收器，光电接收器的输出和计算机连接，光电发射器的光源发出的光束通过小孔射入测量区，光束穿过测量区进入另一端小孔被光电接收器接收，检测出与煤粉气流中煤粉颗粒的粒度和浓度有关的透射光强脉动信号，光学测试探针和一气源相连接，压缩空气用于冷却和保护光纤、透镜及防止小孔被煤粉堵塞。
用本监测装置可以测出管道内煤粉的粒度、浓度、流速，以及煤粉在管内沿径向的分布情况，对煤粉管的运行状况进行诊断。该装置测量时对机组运行无任何影响，也不需对磨煤机进行任何操作。只要把探针插入煤粉管内让煤粉流过测量区即可开始进行测量。测量结果以曲线和数据的形式直接显示在计算机屏幕上，同时保存在硬盘上供以后分析使用。
附图说明
图1是本发明第一个实施例总体结构示意图；
图2是光学测量部件沿A-A剖面的结构示意图；
图3是本发明另一实施例的结构示意图；
图4为图2之A-A剖面图。
具体实施方式：
实施例1：
本实施例的管道煤粉在线监测装置如图1所示，主要是由探针1、仪器箱2、计算机3、气源4组成，图2所示的光学测量部件包括光电发射器和光电接收器，光电发射器由光源5、耦合透镜6、光纤7、准直透镜8组成、光电接收器包括光敏探测元件9和放大器10组成，其中光源5、耦合透镜6、光敏探测元件9和放大器10安装在图1所示的仪器箱2内，光源5所发出的光经过耦合透镜6后，经光纤7传输到探针头部，经准直透镜8准直后通过测量区12一侧如图4所示的两个小孔11射入测量区12内的煤粉气流中，光束穿过测量区12内另一侧小孔13经光纤7传输至光敏探测元件9并被光敏探测元件9接收，经放大器10放大后送入计算机3中进行处理计算，用于冷却和保护光纤或透镜及防止小孔被煤粉堵塞的压缩空气由气源经管路连接到探针进气管上，在探针内通过小孔11和13流入测量区，测量时将探针插入煤粉管道中接通保护气源即可开始测量。
实施例2：
它将光学测量部件安装在探针头部测量区的两端，如图3所示，光电发射器是由光源5、准直透镜8组成，光电接收器它包括光敏探测元件9和放大器10，光源5所发出的光经过准直透镜8准直后的光束通过测量区12一侧如图4所示的两个小孔11射入测量区12内的煤粉气流中，光束穿过测量区12另一侧小孔13至光敏探测元件9处并被光敏探测元件9接收，经放大器10放大后通过传输线14送入计算机3中进行处理计算。用于冷却和保护光纤或透镜及防止小孔被煤粉堵塞的压缩空气也通过小孔11和13流入测量区，测量时将探针插入煤粉管道中接通保护气源将保护气体通过管路15送入探针头部即可开始测量。

Claims (3)

1、一种管道煤粉在线监测装置，其特征在于，它包括计算机(3)、光学测试探针(1)，探针为细长杆状，前部有一测量区(12)，测量区两侧每侧均开有两个小孔(11、13)，测量区一侧置有光电发射器，另一侧置有光电接收器，光电接收器的输出和计算机连接，光电发射器的光源发出的光束通过小孔射入测量区，光束穿过测量区进入另一端小孔被光电接收器接收，检测出与煤粉气流中煤粉颗粒的粒度和浓度有关的透射光强脉动信号，光学测试探针和一气源相连接，用于冷却和保护光纤或透镜及防止小孔被煤粉堵塞的压缩空气由气源经管路连接到探针进气管上，在探针内通过小孔(11、13)流入测量区，测量时将探针插入煤粉管道中接通保护气源即可开始测量。
2、根据权利要求1所述的管道煤粉在线监测装置，其特征在于所述的光电发射器由光源(5)、耦合透镜(6)、光纤(7)、准直透镜(8)组成，所述的光电接收器它包括光纤(7)、光敏探测元件(9)和放大器(10)，光源(5)所发出的光经过耦合透镜(6)后，经光纤(7)传输到探针头部，经准直透镜(8)准直后通过测量区(12)一侧小孔(11)射入测量区(12)内的煤粉气流中，光束穿过测量区(12)另一侧小孔(13)经光纤(7)传输至光敏探测元件(9)并被光敏探测元件(9)接收，经放大器(10)放大后送入计算机(3)。
3、根据权利要求1所述的管道煤粉在线监测装置，其特征在于所述的光电发射器由光源(5)、准直透镜(8)组成，光电接收器它包括光敏探测元件(9)和放大器(10)，光源(5)所发出的光经过准直透镜(8)准直后通过测量区(12)一侧小孔(11)射入测量区(12)内的煤粉气流中，光束穿过测量区(12)另一侧小孔(13)至光敏探测元件(9)出并被光敏探测元件(9)接收，经放大器(10)放大后通过传输线(14)送入计算机(3)。
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